(57)【要約】【課題】  ＣＴ画像の圧縮方法及びその装置を提供する。【解決手段】  再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法であって、圧縮しようとする再構成された視野外領域及び視野内領域を含む画像を獲得するステップと、予めに設定されたＣＴ値分類テンプレートに基づいて前記画像中の視野内領域の各画素のＣＴ値がどのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断するステップと、前記ＣＴ値分類テンプレート及び該ＣＴ分類テンプレートそれぞれについて確定された圧縮方法に基づいて、前記ＣＴ値分類テンプレート中に所属された画素データに対して前記確定された圧縮方法にて圧縮を行うステップとを含む。ＣＴ値分類テンプレートの方式によって重要な画像データを可逆圧縮し、臨床診断について敏感でない画像データに対して異なる程度の非可逆圧縮が行われ、圧縮されたデータの有効性を確かに保つだけでなく、圧縮比率もたいへん高くなる。【選択図】  図１
2010022821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法であって、
圧縮しようとする再構成された視野外領域及び視野内領域を含む画像を獲得するステップ１０と、
予めに設定されたＣＴ値分類テンプレートに基づいて、前記画像中の視野内領域の各画素のＣＴ値がどのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断するステップ１１と、
前記ＣＴ値分類テンプレート及び該ＣＴ分類テンプレートそれぞれについて確定された圧縮方法に基づいて、前記ＣＴ分類テンプレート中に所属された画素データに対して前記確定された圧縮方法にて圧縮を行うステップ１２と、
を含む再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項２】
視野外領域のデータを削除し、それに対応する記録情報を作成するステップを含む請求項１に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項３】
上記再構成された画像は医学画像フォーマット（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  ＤＩＣＯＭと称する）の画像で、５１２×５１２のアレイである請求項２に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項４】
上記の予めに設定したＣＴ値分類テンプレートは、Ａ［−１０２４〜−１１１］、Ｂ［−１１０〜１４５］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の４類を含み、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］内の画像データには可逆圧縮が用いられ、ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の画像データには非可逆圧縮が用いられる請求項３に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項５】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートの対応される圧縮方法は以下の数式（１）
【数１】
2010022821.tif 000010
（但し、ｙは圧縮結果、ｘは各画素のＣＴ値、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔは各ＣＴ分類テンプレートの下限値、ｓｌｏｐｅはユーザの要求に応じて定義可能な定数であり各ＣＴ分類テンプレートの圧縮比率である。ここでＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅは１である。）により行われる請求項４に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項６】
ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅはそれぞれに４、２、９である請求項５に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項７】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートをバイナリーでそれぞれ表示し、Ａは００で、Ｂは０１で、Ｃは１０で、Ｄは１１で表示する請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項８】
視野外領域の画素のＣＴ値は−３０２４である請求項７に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項９】
解凍しようとする画像データを獲得するステップ２１と、
各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートに基づいて、それに対応される解凍アルゴリズムを適用して圧縮された画像データを解凍するステップ２２と、
前記視野外領域の画像データを復元するステップ２３と、
前記視野外領域のデータを解凍された画像に付け加え、完全な画像を獲得するステップ２４と、
を含む請求項８に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項１０】
以下の数式（２）
【数２】
2010022821.tif 000011
（但し、ｘは圧縮された画像データ、ｙは圧縮された画像データ、圧縮比率ｓｌｏｐｅ及びｉｎｔｅｒｃｅｐｔは所属されているＣＴ値分類テンプレートによって決定される）を適用して圧縮された画像データを解凍する請求項９に記載の再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法。
【請求項１１】
被検者に対してＸ線スキャンを行うスキャンテーブルと、
スキャンテーブルから出力されたスキャンデータを収集、アナログデジタル変換するデータ収集ユニットと、
データ収集ユニットから送ってきたスキャンデータに基づいて、画像再構成を行い、再構成された画像データを記憶ユニットに記憶し、及び／又は中央制御ユニットを介してユーザ操作インターフェースに表示する画像再構成ユニットと、
ユーザ操作に用いられるユーザ操作インターフェースと、
データ及び情報の記憶に用いられる記憶ユニットと、
上記画像再構成ユニットの出力端に接続され、スキャンテーブル、データ収集ユニット、ユーザ操作インターフェース及び記憶ユニットを制御する中央制御ユニットとを含むＣＴ装置であって、
上記記憶ユニットにはＣＴ値分類テンプレートとＣＴ値分類テンプレートに応用される圧縮アルゴリズム及び解凍アルゴリズムとが記憶され、そのＣＴ装置は中央制御ユニットの制御により記憶ユニット記憶されているＣＴ値分類テンプレートと対応される圧縮アルゴリズム及び解凍アルゴリズムとを用いて再構成された画像を圧縮したり、圧縮された画像を解凍したりする画像圧縮／解凍計算ユニットをさらに含むＣＴ装置。
【請求項１２】
前記画像圧縮／解凍計算ユニットは、圧縮計算ユニット及び解凍計算ユニットを含み、中央制御ユニットは画像圧縮／解凍計算ユニット中の圧縮計算ユニットを、自動的に又はユーザがユーザ操作インターフェースを操作することで中央制御ユニットに対応される圧縮指示を発送することにより制御して画像再構成ユニットにより再構成された画像を圧縮する請求項１１に記載のＣＴ装置。
【請求項１３】
上記再構成ユニットにより再構成された画像は、医学画像フォーマット（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  ＤＩＣＯＭと称する）の画像で、５１２×５１２のアレイであり、視野内領域及び視野外領域を含む請求項１２に記載のＣＴ装置。
【請求項１４】
上記ＣＴ値分類テンプレートは、Ａ［−１０２４〜−１１１］、Ｂ［−１１０〜１４５］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の４類を含み、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］内の画像データには可逆圧縮が用いられ、ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の画像データには非可逆圧縮が用いられる請求項１３に記載のＣＴ装置。
【請求項１５】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートの対応される圧縮方法は以下の数式（３）
【数３】
2010022821.tif 000012
但し、ｙは圧縮結果、ｘは各画素のＣＴ値、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔは各分類テンプレートの下限値、ｓｌｏｐｅはユーザの要求に応じて定義可能な定数であり各分類テンプレートの圧縮比率である。ここで、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅは１であり、それに対応される圧縮された画像データを解凍する方法は数式（４）
【数４】
2010022821.tif 000013
であり、
（但し、ｘは圧縮された画像データ、ｙは圧縮された画像データ、圧縮比率ｓｌｏｐｅ及びｉｎｔｅｒｃｅｐｔは所属されているＣＴ値分類テンプレートによって決定される）によって行われる。請求項１４に記載のＣＴ装置。
【請求項１６】
ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅはそれぞれに４、２、９である請求項１５に記載のＣＴ装置。
【請求項１７】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートをバイナリーでそれぞれ表示し、Ａは００で、Ｂは０１で、Ｃは１０で、Ｄは１１で表示する請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載のＣＴ装置。
【請求項１８】
前記圧縮計算ユニットが中央制御ユニットから送ってきた再構成された画像を圧縮する指示を受け取ったとき、前記圧縮計算ユニットは、記憶ユニットから圧縮しようとする再構成画像データを取り出し、画像中の視野外領域のデータを削除し、視野内のデータの各画素のＣＴ値がどのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断し、各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートの圧縮アルゴリズムに基づいて画素データを圧縮し、上記ユーザ操作インターフェースには「空気データを削除」の操作キーが設けられている請求項１３に記載のＣＴ装置。
【請求項１９】
前記解凍計算ユニットが中央制御ユニットから送ってきた圧縮された再構成画像を解凍する指示を受け取ったとき、前記解凍計算ユニットは、記憶ユニットから解凍しようとする画像データを取り出し、各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートの解凍アルゴリズムに基づいて圧縮された画素データを解凍し、視野外領域の画像データを復元し、視野外領域のデータを解凍された画像に付け加え、完全な画像を獲得する請求項１８に記載のＣＴ装置。
【請求項２０】
前記圧縮計算ユニットが視野外領域のデータを削除するとき、同時に１つの対応される記録情報を記憶ユニットに作成、記憶し、圧縮計算ユニットが圧縮した画像データ又は圧縮解凍ユニットが解凍した画像データが記憶ユニットに記憶される請求項１９に記載のＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の圧縮技術に関し、特にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）の画像圧縮に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴシステムにおいて、画像の記憶容量は非常に重要なシステムの性能パラメータである。従来、画像の記憶容量を高めるために、ハードディスクを増加する方法があるが、コストも同時に増加される。そこで、医学画像フォーマット（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  ＤＩＣＯＭと称する）の画像を圧縮する方法により、ＣＴシステムの画像記憶容量を高めるものが登場した。典型的な方法として、可逆圧縮と非可逆圧縮との２つがある。可逆圧縮は、Ｈｕｆｆｍａｎ（ホフマン）コーディング、ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（アルゴリズム）コーディングなどの圧縮方法を含む。これらの方法は圧縮率が低い。非可逆圧縮は、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）コーディング、Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ（予測）コーディング、ｖｅｃｔｏｒ  ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（ベクトル量子化）などの圧縮方法を含む。非可逆圧縮はより高い圧縮比率が得られる。例えばシーメンスの特許文献１に開示された圧縮方法の画像のコーディングは、隣接画像のデータを用いる必要があり、隣接画像の相関性が大きくなければ、コーディング効果が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＣＮ２００６１００８９１７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ＣＴ画像に必要な情報量の圧縮・記憶に用いられてＣＴシステムの画像記憶容量を高めるＣＴ画像の圧縮方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様は、再構成されたＣＴ画像を圧縮する方法を提供し、以下のステップが含まれている。
圧縮しようとする再構成された視野外領域及び視野内領域を含む画像を獲得するステップ１０と、予めに設定されたＣＴ値分類テンプレートに基づいて、前記画像中の視野内領域の各画素のＣＴ値がどのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断するステップ１１と、前記ＣＴ値分類テンプレート及び該ＣＴ分類テンプレートそれぞれについて確定された圧縮方法に基づいて、前記ＣＴ分類テンプレート中に所属された画素データに対して前記確定された圧縮方法にて圧縮を行うステップ１２とを含む。
【０００６】
なお、視野外領域のデータを削除し、それに対応する記録情報を作成するステップをさらに含んでいる。
上記再構成された画像は医学画像フォーマット（ＤＩＣＯＭ）の画像で、５１２×５１２のアレイである。
【０００７】
上記の予めに設定したＣＴ値分類テンプレートは、Ａ［−１０２４〜−１１１］、Ｂ［−１１０〜１４５］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の４類を含み、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］内の画像データには可逆圧縮が用いられ、ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の画像データには非可逆圧縮が用いられる。
【０００８】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートの対応される圧縮方法は以下の数式により行われる。
【数１】
2010022821.tif 000003
但し、ｙは圧縮結果、ｘは各画素のＣＴ値、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔは各ＣＴ分類テンプレートの下限値、ｓｌｏｐｅは各ＣＴ分類テンプレートの圧縮比率である。ここで、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅは１であり、ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅはそれぞれに４、２、９である。
【０００９】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートをバイナリーでそれぞれ表示し、Ａは００で、Ｂは０１で、Ｃは１０で、Ｄは１１で表示する。
視野外領域の画素のＣＴ値は−３０２４である。
【００１０】
本発明は上記圧縮された再構成後のＣＴ画像を解凍する方法を提供し、以下のステップが含まれている。
解凍しようとする画像データを獲得するステップ２１と、各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートに基づいて、それに対応される解凍アルゴリズムを適用して圧縮された画像データを解凍するステップ２２と、前記視野外領域の画像データを復元するステップ２３と、前記視野外領域のデータを解凍された画像に付け加え、完全な画像を獲得するステップ２４とを含む。
【００１１】
なお、以下の数式を応用して圧縮された画像データを解凍する。
【数２】
2010022821.tif 000004
（但し、ｘは圧縮された画像データ、ｙは圧縮された画像データ、圧縮比率ｓｌｏｐｅ及びｉｎｔｅｒｃｅｐｔは所属されているＣＴ値分類テンプレートによって決定される。）
【００１２】
本発明は、被検者に対してＸ線スキャンを行うスキャンテーブルと、スキャンテーブルから出力されたスキャンデータを収集、アナログデジタル変換するデータ収集ユニットと、データ収集ユニットから送ってきたスキャンデータに基づいて、画像再構成を行い、再構成された画像データを記憶ユニットに記憶し、及び／又は中央制御ユニットを介してユーザ操作インターフェースに表示する画像再構成ユニットと、ユーザ操作に用いられるユーザ操作インターフェースと、データ及び情報の記憶に用いられる記憶ユニットと、上記画像再構成ユニットの出力端に接続され、スキャンテーブル、データ収集ユニット、ユーザ操作インターフェース及び記憶ユニットを制御する中央制御ユニットとを含むＣＴ装置を提供する。また、そのＣＴ装置の上記記憶ユニットにはＣＴ値分類テンプレートとＣＴ値分類テンプレートに応用される圧縮アルゴリズム及び解凍アルゴリズムとが記憶され、そのＣＴ装置は中央制御ユニットの制御により記憶ユニット記憶されているＣＴ値分類テンプレートと対応される圧縮アルゴリズム及び解凍アルゴリズムとを用いて再構成された画像を圧縮したり圧縮された画像を解凍したりする画像圧縮／解凍計算ユニットをさらに含む。
【００１３】
前記画像圧縮／解凍計算ユニットは圧縮計算ユニット及び解凍計算ユニットを含み、中央制御ユニットは画像圧縮／解凍計算ユニット中の圧縮計算ユニットを、自動的に又はユーザがユーザ操作インターフェースを操作することで中央制御ユニットに対応される圧縮指示を発送することにより制御して画像再構成ユニットにより再構成された画像を圧縮する。
【００１４】
上記再構成ユニットにより再構成された画像は、医学画像フォーマット（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  ＤＩＣＯＭと称する）の画像で、５１２×５１２のアレイであり、視野内領域及び視野外領域を含んでいる。
【００１５】
上記ＣＴ値分類テンプレートは、Ａ［−１０２４〜−１１１］、Ｂ［−１１０〜１４５］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の４類を含み、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］内の画像データには可逆圧縮が用いられ、ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］の画像データには非可逆圧縮が用いられる。
【００１６】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートの対応される圧縮方法は以下の数式によって行われる。
【数３】
2010022821.tif 000005
但し、ｙは圧縮結果、ｘは各画素のＣＴ値、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔは各分類テンプレートの下限値、ｓｌｏｐｅは各分類テンプレートの圧縮比率で定数でありユーザは自分の要求によって圧縮比率を定義できる。なお、ＣＴ値分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅは１であり、それに対応される圧縮された画像データを解凍する方法は、以下のとおりである。
【数４】
2010022821.tif 000006
ここで、ｘは圧縮された画像データで、ｙは圧縮された画像データで、圧縮比率ｓｌｏｐｅ及びｉｎｔｅｒｃｅｐｔは所属されているＣＴ値分類テンプレートによって決定され、ｙ・ｓｌｏｐｅはｙとｓｌｏｐｅの積を示す。
【００１７】
ＣＴ値分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｃ［１４６〜６５７］、Ｄ［６５８〜３０７１］に対応される圧縮比率ｓｌｏｐｅはそれぞれに４、２、９である。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４類のＣＴ値分類テンプレートをバイナリーでそれぞれ表示し、Ａは００で、Ｂは０１で、Ｃは１０で、Ｄは１１で表示する。
【００１８】
圧縮計算ユニットが中央制御ユニットから送ってきた再構成された画像を圧縮する指示を受け取ったとき、圧縮計算ユニットは、記憶ユニットから圧縮しようとする再構成画像データを取り出し、画像中の視野外領域のデータを削除し、視野内のデータの各画素のＣＴ値がどちらのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断し、各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートの圧縮アルゴリズムに基づいて画素データを圧縮する。上記ユーザ操作インターフェースには「空気データを削除」の操作キーが設けられている。
【００１９】
解凍計算ユニットが中央制御ユニットから送ってきた圧縮された再構成画像を解凍する指示を受け取ったとき、解凍計算ユニットは、記憶ユニットから解凍しようとする画像データを取り出し、各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートの解凍アルゴリズムに基づいて圧縮された画素データを解凍し、視野外領域の画像データを復元し、視野外領域のデータを解凍された画像に付け加え、完全な画像を獲得する。
【００２０】
圧縮計算ユニットが視野外領域のデータを削除するとき、同時に１つの対応される記録情報を記憶ユニットに作成、記憶する。圧縮計算ユニットが圧縮した画像データ又は圧縮解凍ユニットが解凍した画像データが記憶ユニットに記憶される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明において、ユーザはＣＴ値分類を用いることで、自分の必要に基づいて重要な画像データを可逆圧縮し、臨床診断について敏感でない画像データに対して異なる程度の非可逆圧縮が行われる。これにより、重要な組織情報のデータが失わないように保つ。また、空気、骨格などの失った部分のデータにおいては、診断に大きな影響が与えられない。本発明はＣＴ値分類テンプレートの方式によって異なるＣＴ画素データに対して異なる圧縮が行われ、圧縮されたデータの有効性を確かに保つだけでなく、圧縮比率もたいへん高くなり、ＣＴシステムの画像記憶能力が強くなって画像搬送能力が高くなった。同時に、本発明の圧縮方法は他の方法と結合して用いられ、より高い圧縮比にとなり、互換性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の画像データを圧縮するフローチャートである。
【図２】ＣＴ装置の再構成されたＤＩＣＯＭ画像の説明図である。
【図３ａ】人類組織のＣＴ値の範囲の説明図である。
【図３ｂ】図２においてＤＩＣＯＭ画像の各画素が所属されているＣＴ値分類テンプレートの一実施例を示す。
【図４ａ】Ｃ分類テンプレート中の画素データを圧縮する説明図である。
【図４ｂ】Ａ、Ｂ、Ｄ分類テンプレート内の画素データをそれぞれ圧縮する説明図である。
【図５】図１に示された圧縮方法により圧縮された画像データを解凍する方法のフローチャートである。
【図６】ユーザが操作した後のＤＩＣＯＭ画像の説明図である。
【図７】ＣＴ再構成画像を圧縮する機能を有するＣＴ装置の機能モジュールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳述する。本発明は実施形態に限られない。
【００２４】
本発明のＣＴ画像の圧縮方法は、画像中の例えば人体の器官、組織のＣＴ値などの物体組織のＣＴ値に基づいて、ＤＩＣＯＭ画像を非可逆圧縮又は可逆圧縮することにより、重要な画像データを失わないように保つだけでなく、ＣＴシステムの画像記憶容量が高くなる。
【００２５】
図１に示されたように、図１は本発明のＣＴ画像の圧縮方法のフローチャートである。また、本発明の圧縮方法について、一例として人体と結合して説明する。
【００２６】
ステップ１０において、圧縮しようとするＤＩＣＯＭ画像データが獲得される。
図２に示されたように、図２は１つのＣＴ  ＤＩＣＯＭ画像で、通常にＤＩＣＯＭ画像データはヘッダ情報と画像データとの２つの部分の内容を含んでいる。ヘッダ情報には患者の情報、スキャンプロトコルなどが記録されている。一般的なＣＴ画像データは５１２×５１２画素で、通常に各画素は２バイト（１６位）で示される。図２に示されたものは、１つの典型的な５１２×５１２ＣＴ  ＤＩＣＯＭ画像である。その大きさは５２７６７２バイトで、３３８４バイトのヘッダ情報と５２４２８８バイトの画像データとを含んでいる。本発明においては画像データのみを圧縮する。
【００２７】
ステップ１１において、視野外領域のデータが除去される。
図２に示されたように、ＤＩＣＯＭ画像データは５１２×５１２のアレイで、視野外部分と視野内部分との２つの部分を含んでいる。視野内のデータこそ真正の画像データで、それは画像アレイの内接円である。視野外のデータは医者の臨床診断において役に立たない。通常、これらの視野外のデータは例えば−３０２４などの特別なＣＴ値に設定され、図２において画像中で視野内の画像と顕著に区別できるように、黒い部分で示されている。視野外部分が真正の画像データではないため、ＤＩＣＯＭ画像のサイズが小さくなるように、先にこの部分のデータを削除してもよい。このように視野外部分のデータを削除することは、画像データを２１．５％、すなわち（１−π／４）圧縮できる。同時に、削除された情報に対して１つのタグを作成し、例えばヘッダ情報に「ＣＴ値が−３０２４である視野外領域のデータ」との情報を含ませる。
【００２８】
ステップ１２において、予めに設定されたＣＴ値分類テンプレートに基づいて、視野内の画像の各画素のＣＴ値がどちらのＣＴ値分類テンプレートに所属されているかを判断する。
一般的なＣＴ画像において、ＣＴ値の範囲は−１０２４から３０７１（全部で４０９６）であり、各画素のＣＴ値は２バイト（１６の位）で記憶される。典型的な人類組織のＣＴ値は表１及び図３ａを参照し、図３ａは人類組織のＣＴ値の範囲である。
【表１】
2010022821.tif 000007
【００２９】
画像データを圧縮するために、ＣＴ値の範囲をＡ［−１０２４〜−１１１］、Ｂ［−１１０〜１４５］、Ｃ［１４６〜６５７］及びＤ［６５８〜３０７１］の４類に分けることができる。上述の表１及びＣＴ値の分類から見れば、最も重要なＣＴ値の範囲はＢ［−１１０〜１４５］類のテンプレートであり、人体内の大部分の組織を含み、微小な誤差でも臨床診断の結果に影響を与えるおそれがあるため、本発明においてはこの部分に対して可逆圧縮が行われる。Ｃ［１４６〜６５７］類のテンプレートにおいて、主にカルシウム及び骨格を含み、１ＣＴ値の誤差は認められる。Ｄ［６５８〜３０７１］類のテンプレートにおいて、主に骨格及び金属を含み、４ＣＴ値の誤差は認められる。このような分類方法は、Ｂ類のテンプレートに対して可逆圧縮が行われ、Ｃ類のテンプレートに対しての圧縮の最大誤差が１ＣＴ値で、Ａ類及びＤ類のテンプレートに対しての最大誤差がそれぞれに２ＣＴ値及び４ＣＴ値であることを保つことができる。
【００３０】
本発明では以下の方法により、各画素のデータがどちらの分類テンプレートに所属されているかに対してタグを付けることができる。なお、全部で４類があるため、バイナリーでこれらを区別して示す。例えば、Ａは００で、Ｂは０１で、Ｃは１０で、Ｄは１１で示し、図３ｂに示されたように全部のＡ範囲内の画素データを００で、全部のＢ範囲内の画素データを０１で、全部のＣ範囲内の画素データを１０で、全部のＤ範囲内の画素データを１１で示している。
【００３１】
ステップ１３において、分類テンプレート及び各分類テンプレート中で確定された圧縮方法に基づいて、その中の画像データに対して対応される圧縮が行われる。
本実施例では以下の数式（１）を応用して画像中の各画素データを圧縮する。
【数５】
2010022821.tif 000008
………………（１）
【００３２】
ここで、ｙは圧縮結果で、ｘは各画素のＣＴ値である。ｉｎｔｅｒｃｅｐｔはインターセプト、すなわち各分類テンプレートの下限値を示す。ｓｌｏｐｅはスロープ、すなわち各分類テンプレート中の圧縮比率を示し、定数であり、ユーザは自分の要求によって圧縮比率を定義することができる。
【００３３】
各分類テンプレートに対応されるｉｎｔｅｒｃｅｐｔ及びｓｌｏｐｅ圧縮比率は異なり、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔはその分類テンプレートの下限値により決定され、例えばＢ分類テンプレートのｉｎｔｅｒｃｅｐｔは−１１０で、Ｃ分類テンプレートのｉｎｔｅｒｃｅｐｔは１４６であり、ｓｌｏｐｅ圧縮比率はユーザが要求する圧縮比例によって自分で設定できるが、ｓｌｏｐｅの値は１または１より大きい整数であればよい。
【００３４】
以下、一例としてＣ分類部分の圧縮について説明する。図４ａに示されたように、これは線形圧縮で、圧縮結果は上述の数式（１）を満たす。なお、画素のデータ範囲は元の［１４６〜６７５］から［０〜２５５］に圧縮され、最初のＣＴ値ｘの範囲は［１４６〜６７５］であり、ｉｎｔｅｒｃｅｐｔは１４６で、圧縮比率は２で、圧縮誤差はｓｌｏｐｅ／２、すなわち１ＣＴ値である。圧縮結果ｙの範囲は［０〜２５５］で、ちょうどバイナリーの１６の位の長さから８の位の長さへの圧縮を満たしている。このため、Ｃ分類テンプレートの数式（１）に応用されるｉｎｔｅｒｃｅｐｔ及びｓｌｏｐｅのパラメータを確認し、それぞれに１４６及び２である。
【００３５】
図４ｂを参照しながら、同じ圧縮方法により他の分類部分を圧縮し、Ａ、Ｂ、Ｄ分類テンプレートの数式（１）に応用されるｉｎｔｅｒｃｅｐｔ及びｓｌｏｐｅのパラメータが獲得される。分類テンプレートＡ［−１０２４〜−１１１］においてｉｎｔｅｒｃｅｐｔは−１０２４で、ｓｌｏｐｅは４であり、分類テンプレートＢ［−１１０〜１４５］においてｉｎｔｅｒｃｅｐｔは−１１０で、ｓｌｏｐｅは１であり、分類テンプレートＤ［６５８〜３０７１］においてｉｎｔｅｒｃｅｐｔは６５８で、ｓｌｏｐｅは９である。
【００３６】
ステップ１４において、圧縮された画像データが得られる。
圧縮する前の画像に復元するために、圧縮された画像データをデコーディングする必要がある。図５を参照し、図５は本発明で提供された圧縮画像の解凍に対応するフローチャートであり、以下のようなステップが含まれる。
【００３７】
ステップ２１において、解凍しようとする画像データが獲得される。
ステップ２２において、各画素データが所属されているＣＴ値分類テンプレートに基づいて、それに対応される解凍アルゴリズムを応用して圧縮された画像データが解凍される。
【００３８】
本実施例においては以下の数式（２）を応用し、圧縮された画像データを解凍する。
【数６】
2010022821.tif 000009
……………（２）
【００３９】
ここで、ｘは解凍された画像データで、ｙは上記の圧縮方法により獲得した圧縮された画像データである。圧縮比率ｓｌｏｐｅ及びｉｎｔｅｒｃｅｐｔは圧縮するときの値と同じで、それぞれ所属されているＣＴ値分類テンプレートによって決定される。ｙ・ｓｌｏｐｅはｙとｓｌｏｐｅの積を示す。
【００４０】
ステップ２３において、ヘッダ情報の記載に基づいて、視野外領域のデータが復元される。
ステップ２４において、視野外領域のデータを解凍された画像に付け加え、完全な画像が得られる。
【００４１】
本実施例のＣＴのＤＩＣＯＭ画像を圧縮する方法において、この方法の圧縮比率は（π/４）×（１０/１６）＝０．４９で、２：１に近く、圧縮比率が大きくてＣＴシステムの画像記憶容量を大幅に高めることができる。ここで、（π／４）は視野外領域のデータを削除することで獲得され、（１０／１６）は画像データを１６位から１０の位（８の位の画像データ及び２の位の分類テンプレートデータ）に圧縮することで獲得される。ＣＴ値分類テンプレートを用いることで、重要な組織情報、例えば本発明で例として挙げたＢ分類テンプレートの部分が損なったり失ったりしないように保つことができる。例えば空気又は骨格などの失った部分においては、臨床診断に対しての影響が大きくないし、失った程度も認められる。本発明の圧縮方法は、他の圧縮方法の使用に影響が与えられないし、そのＣＴのＤＩＣＯＭ画像の圧縮において、画像の圧縮比率が高まるように他の非可逆、可逆の圧縮方法を用いてもよい。
【００４２】
本発明の圧縮方法において、ユーザは自分の要求に基づいて、損害又は病変の領域を圧縮したくないと、その領域を選ぶことにより保護しておき、図６に示されたように本発明の圧縮を行わなければよい。
【００４３】
本発明の圧縮方法において、ＣＴ値分類テンプレートに基づいて多くの従来の圧縮技術が応用できる。例えば、Ｂ分類部分について、この部分のデータが非常に重要であるため、この部分の画像データに対しては可逆コーディングの圧縮（例えばＨｕｆｆｍａｎコーディング）が用いられる。その他のＡ、Ｃ、Ｄ分類部分について、この部分のデータが臨床診断において敏感ではないため、圧縮比率が高まるように非可逆コーディングの圧縮（例えばＤＣＴコーディング）を用いてもよい。もちろん、有効的な解凍画像データを獲得するために、解凍のデコーディングアルゴリズムは圧縮のコーディングアルゴリズムと対応されることが好ましい。
【００４４】
従来、ＣＴ画像の中には多くの空気データが含まれ、肺部の画像にあるものは役に立つが、他の画像にあるものは臨床診断についてほとんど役に立たないので、圧縮比率を高めるために、その部分の画像データは視野外領域のデータのように削除すればよい。もちろん、画像データが復元できるように、情報記録の削除された空気の情報、例えばヘッダ情報に「ＣＴ値が−１０００である空気データ」を含んでいる情報があることが好ましい。
【００４５】
本発明の圧縮方法を適用したＣＴ  ＤＩＣＯＭ画像を圧縮するＣＴ装置は、図７に示されたように、被検者に対してプレインスキャン（Ｐｌａｉｎ  Ｓｃａｎ）、アキシャルスキャン（Ａｘｉａｌ  Ｓｃａｎ）、ヘリカルスキャン（Ｈｅｌｉｃａｌ  Ｓｃａｎ）又はある位置に対するＸ線スキャンを行うスキャンテーブル３０と、そのスキャンテーブル３０から出力されたプレインスキャン、アキシャルスキャン、ヘリカルスキャン又はある位置に対するスキャンを介して獲得されたスキャンデータを収集、ＡＤ変換（アナログデジタル変換）するデータ収集ユニット３２と、データ収集ユニット３２から送ってきたスキャンデータに基づいて画像再構成を行い、画像再構成された画像データを記憶ユニット３４に記憶し、中央制御ユニット３１を介してユーザ操作インターフェース３６に表示する画像再構成ユニット３３とを含む。また、ＣＴ装置は、ユーザ操作に用いられるユーザ操作インターフェース３６と、上述の画像再構成ユニット３３の出力端に接続され、スキャンテーブル３０、データ収集ユニット３２、ユーザ操作インターフェース３６及び記憶ユニット３４を制御する中央制御ユニット３１とを含む。このＣＴ装置は中央制御ユニット３１の制御により画像再構成ユニット３３で再構成されたＤＩＣＯＭ画像を圧縮したり、圧縮されたＤＩＣＯＭ画像を解凍したりする画像圧縮／解凍計算ユニット３５をさらに含んでいる。
【００４６】
上述の画像圧縮／解凍計算ユニット３５は、圧縮計算ユニット３５１及び解凍計算ユニット３５２を含む。中央制御ユニット３１は自動的に画像圧縮／解凍計算ユニット３５中の圧縮計算ユニット３５１を制御して画像再構成ユニット３３により再構成されたＤＩＣＯＭ画像を圧縮してもよいし、ユーザがユーザ操作インターフェース３６を操作することで中央制御ユニット３１へ対応される圧縮指示を発送してもよい。再び図２を参照し、画像圧縮／解凍計算ユニット３５は中央制御ユニット３１からの圧縮指示を受け取った後、記憶ユニット３４から圧縮しようとするＤＩＣＯＭ画像データを獲得し、ＤＩＣＯＭ画像データに対して上述のような圧縮ステップを行う。
【００４７】
まず、例えば視野外領域のデータのＣＴ値が−３０２４で、及び／又は空気のＣＴ値が−１０００であるＤＩＣＯＭ画像データの特定ＣＴ値に基づいて、画像圧縮／解凍計算ユニット３５は、視野外領域の画像データ及び／又は空気画像データを探し出し、圧縮計算ユニット３５１は判断ユニットが探した例えば視野外領域データ及び／又は空気データなどの削除しようとする臨床診断において要らない画像データを削除し、対応される記録情報を記憶ユニット３４に作成、記憶する。
【００４８】
次に、ＣＴ値分類テンプレート及びＤＩＣＯＭ画像データ中の視野内画像の各画素のＣＴ値に基づいて、画像圧縮／解凍計算ユニット３５は、各画素ＣＴ値がどちらのＣＴ値分類テンプレートに所属するかを判断する。そして、各分類テンプレートに基づいて、それに対応される圧縮アルゴリズムを運用してその中に属された画素データを圧縮する。例えば上述の数式（１）を応用して各画素データを圧縮する。
最後、圧縮された画像データが獲得され、記憶ユニット３４に記憶する。
【００４９】
なお、上述のＣＴ値分類テンプレートは上述の圧縮方法のステップ１２で説明されたように、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４類に分けられてもよいし、ユーザの要求に基づいて要求に合致されるＣＴ値分類テンプレートを作成してもよい。また、各分類テンプレートについて、上述の圧縮方法の数式（１）の圧縮コーディング方法を設定してもよいし、他の上述のような可逆又は非可逆圧縮コーディング方法でもよい。
【００５０】
正確で完全な画像を表示するために、圧縮された画像を解凍する必要がある。中央制御ユニット３１は画像圧縮／解凍計算ユニット３５を制御して圧縮された画像を解凍する。画像圧縮／解凍計算ユニット３５の解凍計算ユニット３５２は中央制御ユニット３１の制御により記憶ユニット３４中の解凍の必要がある画像データを読み取り、その画像データが属された各ＣＴ値テンプレートに基づいて、圧縮コーディングと対応される解凍方法を応用して各画素データを解凍デコーディングする。例えば、圧縮コーディングが数式（１）の圧縮コーディング方法であれば、解凍するときには対応する数式（２）の解凍方法を用いて画像データを復元する。同時に解凍計算ユニット３５２は削除された視野外領域のデータ及び空気データなどの画像データを復元し、記憶ユニット３４にセーブされた視野外領域のデータを復元された画像の視野外領域に付け加える。
【００５１】
上述のＣＴ値分類テンプレートと各分類テンプレートの圧縮コーディングアルゴリズム及びそれに対応される解凍アルゴリズムとは予めに記憶ユニット３４に記憶される。
再び図６を参照し、ユーザはユーザ操作インターフェース３６を介して画像を操作し、圧縮の必要がない重要な部分を選んで保護しておく。これにより、中央制御ユニット３１は画像圧縮／解凍計算ユニット３５を制御して保護された画像データを圧縮しない。
【００５２】
圧縮比率を高めるために、ユーザは自分の必要に基づいて、臨床診断について役に立たない画像データを視野外領域のデータのように削除してもよい。例えば、ＣＴ画像の中には多くの空気データが含まれ、肺部の画像にあるものは役に立つが、他の画像にあるものは臨床診断についてほとんど役に立たないので、その部分の画像データは削除してもよい。ＣＴ装置は設定しておいた各物質、組織のＣＴ値より判断できる。例えば、空気のＣＴ値は−１０００で、ユーザがユーザ操作インターフェース３６の「空気データを削除」の操作キーを選ぶと、画像圧縮／解凍計算ユニット３５の圧縮計算ユニット３５１はＤＩＣＯＭ画像中の空気データを削除し、同時に記憶ユニット３４に１つの対応される記録情報を作成する。画像データを解凍、復元するとき、対応される記録情報に基づいて、空気データを復元する。
【図１】
2010022821.tif 000014
【図２】
2010022821.tif 000015
【図３ａ】
2010022821.tif 000016
【図３ｂ】
2010022821.tif 000017
【図４ａ】
2010022821.tif 000018
【図４ｂ】
2010022821.tif 000019
【図５】
2010022821.tif 000020
【図６】
2010022821.tif 000021
【図７】
2010022821.tif 000022